一种常压渣油加氢生产船用燃料油的方法与流程

本发明涉及船用燃料油生产，尤其涉及一种常压渣油加氢生产船用燃料油的方法。

背景技术：

1、随着世界经济的发展，国际海运量持续增长，船用燃料油的需求也不断增加，同时对船用燃料油的质量要求越来越高。尤其是国际海事组织(imo)要求，自2020年1月1日起，全球船舶使用的燃料油含硫量(质量分数)不得超过0.5％，促使船用燃料油生产工艺向低硫化方向发展。

2、目前低硫船用燃料油的生产工艺主要有两种：(1)将低硫原油经常减压分馏得到的渣油作为重组分，与其它低硫轻组分进行调和，生产低硫船用燃料油，尽管该种方法生产成本不高，但产量较低，无法满足使用需求；(2)通过加氢工艺脱除高硫渣油中的硫，再经分馏系统将其生产为低硫船用燃料油。后一种工艺逐渐成为船用燃料油的主要生产工艺。

3、cn 114644939b公开了一种加氢生产船用燃料油的方法。该方法将相对较劣的渣油原料与部分加氢减压渣油和氢气混合后，进入上流式加氢反应器进行加氢反应，反应流出物再与相对较好的渣油原料混合，进入固定床加氢单元进行反应，反应流出物依次经常压分馏和减压分馏，得到的部分加氢减压渣油和减压蜡油混合，得到船用燃料油产品。该方法尽管能够获得满足硫含量等指标要求的船用燃料油，但是需要一定量品质较优的渣油作为原料，而且反应器型式和分馏流程复杂，操作极为不便。

4、cn 115491232b公开了一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法。该方法将多相流加氢裂化和固定床深度脱硫在线加氢相结合，得到两种船用燃料油调和组分，再将这两种组分按一定比例进行调和，即可获得超低硫船用燃料油。该方法存在设备投资大、劳动强度大等问题。

5、cn 114611943b公开了一种生产船用燃料油的方法。该方法将渣油原料与上流式加氢反应器流出物及氢气混合后，进入固定床加氢单元进行加氢精制反应，获取的加氢生成油经常减压分馏后，得到加氢减压渣油和加氢减压蜡油，部分加氢减压渣油进行缓和加氢热裂化，得到船用燃料油产品。该方法加工成本和操作费用高，经济性差。

6、尽管现有的采用加氢技术将渣油加工为船用燃料油的工艺已经在催化剂改性、反应器设计、后处理技术等多方面进行了改进，但仍然存在流程复杂、产品需要调和等问题，因此针对常压渣油加氢生产船用燃料油的工艺技术仍需不断地进行，以便进一步降低生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有船用燃料油加工工艺中存在的问题，提供了一种常压渣油加氢生产船用燃料油的方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、主要提供一种常压渣油加氢生产船用燃料油的方法，包括以下步骤：

4、(1)作为原料油的常压渣油经原料油加热器与加氢反应器四流出物换热后，与混合氢混合得到混合原料；

5、(2)混合原料经混合原料加热炉加热至一定温度后，经原料三通阀进入加氢反应器一，脱除物料中存在的固体颗粒；加氢反应器一的反应流出物再依次进入加氢反应器二和加氢反应器三，依次进行加氢脱金属和加氢脱硫反应；或

6、混合原料经混合原料加热炉加热至一定温度后，经原料三通阀进入加氢反应器二进行加氢脱金属反应，加氢反应器二的反应流出物进入加氢反应器三，进行加氢脱硫反应。

7、需要说明的是此步骤可根据实际生产情况，通过原料三通阀的切换，使混合原料不经过加氢反应器一，而直接进入加氢反应器二；在装置运行前期，原料油通过原料三通阀首先进入加氢反应器一用以脱除固体颗粒；随着运行时间的延长，加氢反应器一压降增大，当无法满足生产要求时，原料油经原料三通阀切换，不经过加氢反应器一，而直接进入加氢反应器二进行反应，从而使整个装置的运行周期延长。

8、(3)加氢反应器三的反应流出物与自产品分馏系统得到的循环油混合后，进入加氢反应器四进行缓慢裂化反应；

9、(4)加氢反应器四的反应流出物进入分离器系统进行气液分离，分离得到的气相出料(主要成分为氢气)与新氢混合后得到混合氢，再与步骤(1)中的热原料油混合，作为步骤(2)中的混合原料，并重复步骤(2)～(4)；

10、(5)分离器系统液相出料进入产品分馏系统进行分离，得到燃料气、石脑油、船用燃料油一和船用燃料油二。

11、作为本发明的更进一步改进，可根据实际产品需求，将部分所述船用燃料油二作为步骤(3)中的循环油返回至加氢反应器四入口，再次进行裂化反应。

12、作为本发明的更进一步改进，通过调整循环油的量，调节船用燃料油一和船用燃料油二的产量。具体地，本发明的主要产品为船用燃料油一和船用燃料油二，设置船用燃料油二返回线，即将部分船用燃料油二作为循环油返回至加氢反应器四入口，再次进行裂化反应，通过调节循环油的量，来调整产物分布。根据生产需求，需获取较大量船用燃料油二时，循环油量可设置为零；需获取较大量船用燃料油一时，增大循环油量，以提高船用燃料油一产量。

13、作为本发明的更进一步改进，所述调整循环油的量，包括：

14、设置循环比即循环油量与产品船用燃料油二质量流量比值为0～0.5。

15、作为本发明的更进一步改进，所述加氢反应器一、加氢反应器二、加氢反应器三、加氢反应器四均为单段固定床反应器。分别装填加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢裂化催化剂。其中加氢保护剂外形为球形，颗粒直径为2mm～5mm，活性组分为mo和ni，均以氧化态存在，活性组分(以氧化态计)的总含量为2～13％，优选为5～9％；加氢脱金属催化剂外形为四叶草形，颗粒外径为1mm～2mm，活性组分为mo和ni，均以氧化态存在，活性组分(以氧化态计)的总含量为0.5～5％，优选为1～3％；加氢脱硫催化剂外形为四叶草形，颗粒外径为1mm～2mm，活性组分为mo、ni和co，均以氧化态存在，活性组分(以氧化态计)的总含量为6～25％，优选为4～20％；加氢裂化催化剂外形为四叶草形，颗粒外径为1mm～2.5mm，活性组分为mo和ni，均以氧化态存在，活性组分(以氧化态计)的总含量为2～12％，优选为4～9％。

16、进一步地，加氢反应器一～加氢反应器四结构相同，包括反应器壳体，所述反应器壳体内部设置有一块支撑板，所述支撑板上设置有催化剂床层和位于催化剂床层上方的气液分布器，所述反应器壳体上下端分别设置有进料口和反应流出物出口。

17、作为本发明的更进一步改进，所述加氢反应器一的反应压力为10mpa～32mpa，优选为14mpa～22mpa，氢油体积比为300:1～3000:1，优选为500:1～2000:1，液时空速为0.05h-1～4h-1，优选为0.1h-1～2h-1。所述加氢反应器一的平均反应温度分别为300℃～420℃，所述所述加氢反应器二的平均反应温度分别为310℃～440℃，所述加氢反应器三的平均反应温度分别为320℃～440℃，所述加氢反应器四的平均反应温度分别为340℃～480℃。

18、作为本发明的更进一步改进，所述常压渣油的主要性质：馏程范围>310℃，密度(15℃)为750kg/m3～1100kg/m3，动力粘度(80℃)为30mm2.s-1～60mm2.s-1，金属总含量为60μg/g～200μg/g，硫含量为0.15wt％～0.8wt％。

19、作为本发明的更进一步改进，所述常压渣油中所含金属主要为fe和ni，fe和ni在金属总量中所占比例分别为30～60％和20～35％。

20、作为本发明的更进一步改进，所述新氢中h2含量≥99.9mol％，co含量≤20ppm。

21、需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。

22、与现有技术相比，本发明有益效果是：

23、(1)本发明采用高温的反应流出物与原料油换热，有效回收系统热量，降低混合原料加热炉热负荷，从而降低整个系统能耗。

24、(2)本发明采用原料三通阀切换混合原料走向，当随着运行时间的延长，加氢反应器一因发生堵塞而压降升高时，将混原料切换至直接进入加氢反应器二，从而使系统使用周期增长。

25、(3)本发明采用加氢反应器一～四均采用单段固定床反应器，依次装填加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢裂化催化剂，得到的船用燃料油品质好，收率高。

26、(4)本发明将部分相对较重的船用燃料油二作为循环油返回至加氢反应器四入口，继续进行裂化反应，通过调整循环油的量，调节船用燃料油一和船用燃料油二的产量，产品分布更加灵活。

27、(5)本发明中产品分馏系统主体装置为常压分馏塔，不设置减压分馏塔，流程简单；经产品分馏系统直接得到合格的船用燃料油产品，无需调和，易于操作，运行成本降低。